Ürün & Çözümler

Single Pair Ethernet – HARTING T1 Endüstriyel

T1 bağlantısı Etherneti kolay ve ekonomik hale getirir – ve buluttan en küçük sensöre kadar kullanılabilir.

Tek bir kablo peri yeterli – Let's Twist!

Küçük devimiz Tw1ster, bir tel peri ile veriyi ve gücü eskiden ulaştırılması mümkün olmayan alanlara aktarmakta ve mevcut bus sistemlerine meydan okumaktadır. HARTING, Single Pair Ethernet konusunda araştırma, endüstri ve standardizasyon birliğine güvenmektedir. Bu birliğin bir parçası olarak uluslararası standardizasyon komitesi, HARTING Teknoloji Grubunun SPE birleşim yüzünün lehine olacak şekilde çok aşamalı seçim sürecini tamamlamıştır. Bu ayrıca yeni cihaz veya sensör/aktüatör teknolojisi tasarımcıları için planlama güvenliği sağlayarak ilgili cihaz teknolojisinde SPE uygulamasına bilfiil başlamalarına olanak tanımaktadır.

Tw1ster, tek perli Ethernet iletimi ile sadece süper kahraman öngörüsüne sahip değildir, IEC 63171-6 standardı ile kendi adına bir endüstri standardına da (daha önce IEC 61076-3-125) sahiptir. Çok aşamalı seçim sürecinden sonra uluslararası standartlar kuruluşu IEC, HARTING T1 Industrial'ı endüstriyel uygulamalar için gelecek Single-Pair Ethernet birleşim yüzü olarak seçmiştir. Kahramanımızı kutlarız; gelecekte endüstri standardı olarak kalmasını sağlamak için çalışmaya devam edeceğiz.

Mükemmel! Tw1ster artık IEC 63171-6'ya göre standartlaştı

IT dünyasında her zamankinden daha küçük ve daha verimli cihazlara doğru olan gelişme iyi bilinmektedir. Bununla birlikte bu trend, başka iş kollarında da görülmektedir. Yüksek iletim hızları ve paralel güç iletimine (uzaktan güç besleme) karşın kablo bileşenlerinin daha da küçük ve hafif olması gerekmektedir. IEEE 802.3'e uygun iletim standartlarını baz alan yeni tek perli Ethernet teknolojisi SPE, yeni nesil otomobillere entegre edilmeye başlanmış olup CAN ve diğer bus sistemlerinin yerini almaktadır. Kumandalar, iletişim ve güvenlik işlevleri Ethernet üzerinde gelecekte birbirleriyle uyum içinde çalışacaklardır. Bu, bir ağa sahip veya ileride otonom hale gelecek sürüş deneyiminin temel bir ön koşuludur.

SPE artık sadece iki tel kullanarak Ethernet üzerinden veri iletimi ve PoDL (Veri Hattı Üzerinden Güç) aracılığıyla terminaller için eş zamanlı güç beslemesi sağlamaktadır. Şu ana kadar bunu sağlamak için Hızlı Ethernet (100MB) için iki çift tel ve Gigabit Ethernet için de dört çift tel kullanmak gerekiyordu. Bu avantajlardan endüstriyel otomasyonda faydalanmak da güzel olur. SPE, saha düzeyine kadar uçtan uca IP tabanlı iletişim aracılığıyla bariyersiz ekipman, sensör/aktüatör teknolojisi bağlantısı ve daha fazlasına olanak tanımaktadır. Ethernet arayüzlerini basit sensörler, kameralar, okuma/tanımlama cihazları veya benzer ekipmanlara entegre edebiliyor olmak, Entegre Endüstri ve IIoT uygulamalarını mümkün hale getiriyor.

HARTING T1 Endüstriyel IP20 konnektörleri ve cihaz soketleri

SPE, bus sistemlerine veya günümüzde saha düzeyinde hala bulunabilen analog akım/gerilim arayüzlerine kıyasla belirleyici bir avantaj sunmaktadır.  Bu, saha düzeyini  akıllı hale getirmekte ve parametre ayarı, devreye alma ve programlamayı kolaylaştırmaktadır. Ekipman kurulumu, işletimi ve bakımı daha verimli ve uygun maliyetli hale gelmektedir. SPE makineler, robotlar ve demiryolu teknolojisinde ağırlık ve yerden tasarruf etmeye de yardımcı olmaktadır. Tüm kablolama daha basit, monte edilmesi önemli oranda daha hızlı olmaktadır.

Cihazlar, kablolar ve konnektörler arasında uçtan uca uyumluluk

Cihazlar, kablolar ve konnektörler arasında uçtan uca uyumluluk, SPE teknolojisinin yaygın kullanımı ve dolayısıyla başarıyla pazarlanması için bir ön şarttır. Bu uyumluluk uluslararası standardizasyon (ISO/IEC ve IEEE 802.3) ile sağlanmaktadır.  2018 başında kablolama ve standart SPE birleşim yüzeyinin seçimi için ISO/IEC tarafından, 20'den fazla uluslararası uzman komitesinin katılımıyla uluslararası düzeyde bir seçim süreci yürütülmüştür. Bu seçim sürecinde iki birleşim yüzeyi üstün gelmiştir.

SPE ve minyatürleştirilmiş arayüzü ile HARTING, otomasyonda tamamen yeni olanaklara kapı açıyor
  • Bina kablolaması için IEC 63171-1'e göre birleşim yüzeyi: Bu birleşim yüzeyi CommScope firmasının teklifini baz almaktadır ve M1I1C1E1 ortamları için varyant 1 (LC stili) eşanlamıyla bilinmektedir.
  • Endüstriyel ve endüstri ile ilgili uygulamalar için IEC 63171-6'e (önceden IEC 61076-3-125) göre birleşim yüzü: Bu birleşim yüzü HARTING'in teklifini baz almaktadır, M3I3C3E3 ortam şartlarına kadar kullanılmak üzere özel olarak geliştirilmiştir ve varyant 2 (endüstri stili) olarak bilinmektedir. Bu SPE konnektör tasarımı ile kısa mesafelerde 1 GBit/sn ve uzun mesafelerde 10 MBit/sn elde edilebilmektedir. Birbiri ile tümüyle uyumlu birleşim yüzlerine sahiptir.

MICE (mekanik, giriş, iklimsel, elektromanyetik) tesisatlar için ortam koşullarını tarif etmektedir. Böylece plancılar ve kullanıcılara teknik ekipman ve kablolamanın teknik özellikleri ile ilgili değerli bilgiler sağlamaktadır. Bunun bir parçası olarak mekanik dayanıklılık (M), IPxx sınıfı (I), kimyasal ve iklimsel dayanıklılık (C) ve elektromanyetik güvenliği (E) için zorunlu gereksinimler açıklanmaktadır.  M1I1C1E1  bir ofis binasında bulunabilecek ortamı tarif ederken M3I3C3E3, oldukça uç (dışa mekan veya endüstriyel) ortamı tarif etmektedir.

HARTING için SPE, bir teknoloji konusu ve pek çok yeni ürün geliştirmeye yönelik başlangıç noktasıdır

Bununla birlikte kullanıcılar için SPE, beraberinde fırsatların yanında bir takım zorluklar da getirmektedir. Bu yeni teknoloji mevcut çözüm kadar güvenli mi? SPE, 1000 m'ye varan hat uzunlukları ile proses otomasyonunda da kullanılabilir mi? Uç cihaz ne kadar güç kullanabilir? SPE konnektörleri ve kabloları ne zaman piyasada olacak ve yeterince standartlaşmış olacaklar mı? HARTING bu soruları çok ciddiye almakta olup teknoloji işbirliğinin bir parçası olarak bunlara yanıtlamaya karar vermiştir.

WIPANO ("Patentler ve Standartlar üzerinden Bilgi ve Teknoloji Transferi") programı, Alman Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığının bunu başarmaya yardımcı olacak bir girişimidir. HARTING, Reutlingen Üniversitesi ve LEONI, NG200 ortak projesinde acil SPE konuları üzerinde birlikte çalışmakta ve bunların sonuçlarını eş zamanlı olarak uluslararası standardizasyon sürecine entegre etmektedir. Son dönemde IEC 63171-6 ile, endüstri ile uyumlu tek perli birleşme yüzeyi için ağırlık ve yerden tasarruf sağlayan kablolamayı belirlemeye yönelik önemli bir adım atılmıştır.

SPE kabloları ile ilgili   IEC 61156-xx, ilgili kablolama standartları ile ilgili ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 ve IEC SC 65/JWG 10 ile ISO/IEC 11801 ve IEC 61918 üzerinde kurulum yönergeleri ve SPE için sınır değerleri ile birlikte kesintisiz çalışma yapılmaktadır. Ortak projenin takip eden adımında SPE iletişim kanallarının teknik sınırlarının nerede yer alacağı konusu ele alınacaktır. 2019'dan başlayarak SPE kullanıcıları ürünlere erişmenin yanı sıra bileşenlerin kurulumu ve test edilmesi ile ilgili geçerli standartlara ve yönergelere de erişebilecektir. HARTING teknoloji ortaklığı SPE uygulamalarında müşterilere destek olmakta ve dolayısıyla gerçek rekabet avantajları sağlamaktadır . Bu birleşim yüzeyini baz alarak HARTING, endüstriye yönelik kapsamlı bir ürün gamı hazırlamaktadır.

 T1 Industrial® hakkındaki teknik makaleye buradan göz atabilirsiniz.

Single Pair Ethernet - FAQ

Was ist Single Pair Ethernet?

Single Pair Ethernet (SPE) ermöglicht erstmals kosteneffektiv die Nutzung von Ethernet in der gesamten industriellen Automatisierung. Single Pair Ethernet übertragt mit nur einem Adernpaar Daten mit Geschwindigkeiten bis zu 1GBit/s. Damit ist SPE perfekt gemacht für industrielle Anwendungen im Zeitalter von Industrie 4.0 und IIoT. Detaillierte Informationen zu Single Pair Ethernet bietet das kostenlose eBook Single Pair Ethernet.

Welche Vorteile hat Single Pair Ethernet im Gegensatz zu bisherigem Ethernet?

Bisheriges Ethernet benötig zwei oder vier Adernpaare. SPE hingegen nur noch eins. Das bedeutet die Einsparung von Kosten, Gewicht und erschließt durch geringere Größe neue Geräte und damit die industrielle Feldebene. SPE schafft damit die Grundlage für das IIoT.

Welche Standards für Single Pair Ethernet Stecker haben sich durchgesetzt?

2018 gab es einen internationalen Auswahlprozess durch die Gremien ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA 42 zur Festlegung einheitlicher SPE-Schnittstellen. Im Ergebnis dieser Wahl von über 20 Gremien haben sich zwei Steckgesichter durchgesetzt:

  • für die Gebäudeverkabelung (M1I1C1E1) das Steckgesicht nach IEC 63171-1: Firma CommScope;
  • für die Industrie und industrienahe Anwendungen (M2I2C2E2 und M3I3C3E3) das Steckgesicht nach IEC 63171-6 (bisher IEC 61076-3-125): Harting T1 Industrial.

Damit besteht global große Einigkeit über die SPE-Schnittstellen.

Kann mittels Single Pair Ethernet auch Leistung/Power übertragen werden?

Für die neuen SPE Übertragungsstandards ist auch die Leistungsübertragung genormt. Unter dem Namen PoDL-Power over Data Line können effektiv bis zu 50W Leistung eingespeist werden.

Welche Datenrate kann über Single Pair Ethernet übertragen werden?

Die heute bereits zur Verfügung stehende Ethernet Technologie nach IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 liefert 1GBit/s Übertragungsgeschwindigkeit über nur ein Adernpaar Kupferverkabelung. Aktuell wird bei IEEE an einem weiteren Standard für noch höhere Datenraten bis 10Gbit/s (IEEE 802.3ch) gearbeitet, der für hochauflösende Sensoren und Videoübertragungen benötigt wird. Außerdem wird ein Standard für nur 10Mbit/s (IEEE 802.3cg) erstellt. Dieser Standard erlaubt Übertragungsstrecken bis 1.000 m und kann damit nahezu alle Feldbusse ersetzen.

Woher kommt die Single Pair Ethernet Technologie?

Ausgangspunkt für die Entwicklung von SPE ist der BroadR-Reach Standard, der von der Broadcom Corporation entwickelt wurde. Nachdem die Automobilindustrie auf der Suche nach einem Nachfolger für den CAN-Bus dieses neue TCP/IP basierte Übertragungsverfahren identifiziert hatte, wurde der erste SPE-Standard von der IEEE 802.3 als Standard 100BASE-T1 in IEEE 802.3bw-2015 Clause 96 veröffentlicht. Nun wird SPE auf die Anforderungen der Industrie angepasst.

Bietet Single Pair Ethernet Vorteile in der Automatisierung?

Mit durchgängig normierter SPE Infrastruktur kann Ethernet erstmalig sinnvoll von der Cloud bis in die Sensor-Aktornetzwerke der Feldebene vordringen. Damit werden Medienbrüche vermieden und eine einheitliche Kommunikationsbasis geschaffen. Die Realisierung des IIoT.

Welche Standards gibt es für Single Pair Ethernet-Steckverbinder?

Folgende Normenprojekte für SPE Steckverbinder sind derzeit in Arbeit:

  • IEC 63171 – Basisnorm mit allen notwendigen Spezifikationen und Prüfsequenzen (CD in Vorbereitung)
  • IEC 63171-1 – SPE Steckverbinder der Firma CommScope auf Basis der LC Verriegelung für M1I1C1E1 Anwendungen (CDV verfügbar)
  • IEC 63171-2 – SPE Steckverbinder der Firma Reichle & De-Massari für M1I1C1E1 Anwendungen (CD verfügbar)
  • IEC 63171-3 – SPE Steckverbinder der Siemon basierend auf einem Paar des bekannten Tera Steckverbinders für M1I1C1E1 Anwendungen (NP verfügbar)
  • IEC 63171-4 – SPE Steckverbinder der Firma BKS für M1I1C1E1 Anwendungen (NP verfügbar)
  • IEC 63171-5 – SPE Steckverbinder der Firma Phoenix Contact basierend dem IEC 63171-2 Steckgesicht für M2I2C2E2 und M3I3C3E3 Anwendungen (CD verfügbar)
  • IEC 63171-6 (bisher IEC 61076-3-125) – SPE Steckverbinder der Firmen HARTING und TE Connectivity für M2I2C2E2 und M3I3C3E3 Anwendungen (CDV verfügbar, FDIS in Vorbereitung und finale Veröffentlichung 2019)

Was sind die Vorteile von Single Pair Ethernet für die Automatisierung?

SPE ermöglicht in der Automatisierung die Anbindung der Feldebene mit Gbit/s Ethernet. Damit werden Medienbrüche überflüssig und jeder Sensor wird mit TSN echtzeitfähig.

Was sind die Vorteile von SPE in Bahnanwendungen?

SPE Kabel wiegen pro 100 Meter etwa 1,6 kg weniger als Standard Ethernet-Kabel. Mit dieser Gewichtseinsparung kann ein Bahnbetreiber über einen Lebenszyklus etwa 14.000 Euro Betriebskosten einsparen.

Bietet Single Pair Ethernet Vorteile in der Robotik?

SPE Kabel sind mit nur noch einem Adernpaar deutlich dünner und damit flexibler als Standard Ethernet-Kabel. Je dünner das Kabel ist, desto mehr Biege,- und Torsionszyklen widersteht es. Das bedeutet im Ergebnis eine längere Lebensdauer und Kostenersparnis. Damit ist SPE die ideale Verkabelung für zukünftige Robotikanwendungen.

Kann man Single Pair Ethernet über bestehende Netzwerkkabel übertragen?

Das sogenannte Cable Sharing, also die Übertragung von SPE über vierpaarige Ethernetkabel ist theoretisch möglich aber nicht sinnvoll. Die Übertragungslänge für 1GBit SPE ist momentan noch auf 40 Meter beschränkt. Für eine sichere Übertragung müsste das Kabel einen Cat.7 Standard erfüllen. Dies ist sehr selten der Fall. SPE ist sinnvoller als Ergänzung zu Standard Ethernet und als Ersatz für Feldbusse zu sehen.

Für welche Anwendungen macht Single Pair Ethernet Sinn?

Durch sehr kleine Gerätebuchsen ist SPE die ideale Technologie für moderne Kamerasensoren in industriellen Anwendungen. Sie benötigen hohe Datenraten über eine kleine und robuste Schnittstelle. Diese Anforderungen erfüllt unser HARTING T1 Industrial nach IEC 63171-6.